第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 高中化学人教版（2019）选择性必修1

这是一份第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 高中化学人教版（2019）选择性必修1，共17页。

第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．合成氨反应为人类解决粮食短缺问题作出了巨大贡献，其反应为N2+3H22NH3，下列说法不正确的是
A．氮气和氢气反应时吸收大量的热量
B．氮气和氢气在催化剂表面发生反应
C．合成氨达到平衡时，应从平衡混合物中及时分离出氨
D．合成氨达到平衡时，未反应的氮气、氢气可循环使用
2．俗话说“下雪不冷化雪冷”，其中蕴含着化学知识。下列对化雪过程中的焓变和熵变的判断正确的是
A． B．
C． D．
3．用光能和催化剂将和转化为的反应为。下列能说明该反应一定达到平衡状态的是
A．与的物质的量相等 B．恒容密闭容器中压强保持不变
C． D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
4．CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有10molCO与20molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是

A．合成甲醇的反应为吸热反应
B．A、B、C三点的平衡常数为KA=KB＞KC
C．压强为p1＞p2
D．若达平衡状态A时，容器的容积为10L，则在平衡状态B时容器的容积也为10L
5．一定量的CO2与足量的炭在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，反应达到平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，下列说法错误的是

A．曲线Ⅱ表示CO2体积分数随温度的变化
B．该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量
C．反应速率：v(d)＜v(c)＜v(b)＜v(a)
D．该反应的平衡常数表达式为K=
6．水在高效催化剂表面光解的微观过程如图所示。下列说法中不正确的是

A．光解水实现了太阳能向化学能的转化 B．反应过程中有中间产物H2O2生成
C．反应Ⅱ中反应物的能量小于生成物的能量 D．反应Ⅰ中C3N4可降低反应的活化能
7．一定量的锌粉与足量1mol•L-1稀硫酸反应，为了加快反应速率，且不影响产生H2的量，下列措施中能达到目的的是
A．加入少量硝酸钠溶液 B．加入少量碳酸钠溶液
C．加入几滴浓硫酸 D．加入少量醋酸钠溶液
8．关于反应 说法正确的是
A．反应的
B．反应中，(E表示键能，CO中为键)
C．平衡后，保持其他条件不变，再加入少量，的数值不变
D．相同条件下，向容器中充入1mol和1mol，充分反应放出206.3kJ热量
9．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是
A．ΔH>0、ΔS0，该反应加热时能自发进行，原因反应的熵增大
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据
D．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是无法进行的反应
10．某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)=pC(g)的速率和平衡的影响，图像如下，下列判断正确的是

A．由图a可知，，该反应的逆反应为放热反应
B．由图b可知，该反应m+n＜p
C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明该反应吸热
D．图d中，曲线a可能使用了催化剂
11．在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应： 2A(g) +B(g) C(g) +D(g) ΔH >0，达到平衡后，改变条件x，则量y一定符合如图曲线的是

选项
x
y
A
通入气体A
B的转化率
B
加入催化剂
C的体积分数
C
升高温度
混合气体的总物质的量
D
增大压强
A的物质的量

A．A B．B C．C D．D
12．为了实现“碳中和”，利用合成的反应为：
Ⅰ.
Ⅱ.副反应为：
已知温度对的平衡产率影响如下图所示，下列说法中正确的是

A．反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ活化能
B．可以通过使用合适的催化剂提高的选择性
C．增大压强可以加快反应Ⅰ的速率，对反应Ⅱ的速率无影响
D．实际生产过程中，一定要在较低温度下才能提高的产率
13．一定温度下，反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)=0.11 mmol·L-1，c(H2)=0.11 mmol·L-1，c(HI)=0.78 mmol·L-1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是

A
B
C
D
c(I2)/ mmol·L-1
1.00
0.22
0.44
0.11
c(H2)/ mmol·L-1
1.00
0.22
0.44
0.44
c(HI)/ mmol·L-1
1.00
1.56
4.00
1.56
(注：1 mmol·L-1=10-3 mol·L-1)
A．A B．B C．C D．D
14．某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是

A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.17mol·L-1
B．由图甲推断，A点对应温度下该反应的平衡常数为800
C．达平衡后，若增大容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示
D．压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙，则T2>T1
15．空间站中清除并实现再生的反应机理如图所示。关于该过程的说法错误的是

A．所需能量由太阳能提供 B．氧元素全部来自于
C．氢元素没有得到充分利用 D．催化剂可提高的平衡产率
二、填空题
16．在一定条件下，SO2和O2发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔHCO2
C．升高温度转移电子数增多
D．改变某一条件，若焦炭量随之增多，则气体密度增大
③达到化学平衡之后，保持其他条件不变，移走少量CO，达到新的平衡时，下列选项中，增大的是___________(填选项编号)。
A．CO2和CO浓度比 B．混合气体的密度 C．CO2转化率 D．CO的体积分数
18．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是___________(填序号)。
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
19．请分析过氧化氢分解为水和氧气的反应在常温下能自发进行的理由___________。

20．基元反应：___________。

21．将1molCO和2molH2充入恒容密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，不同压强下CH3OH在平衡混合气体中的体积分数随温度的变化如图所示，A、B、C三点的化学平衡常数KA、KB、KC的相对大小为___________，计算C点的压强平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数)。

22．向2 L的密闭容器中充入7.6 mol NO和3.8 mol O2，发生如下反应：
①2NO（g）＋O2（g）=2NO2（g） ②2NO2（g）⇌N2O4（g）
测得NO2和N2O4的浓度变化如图所示，0～10min维持容器温度为T1℃，10min后升高并维持容器的温度为T2℃。

(1)计算前5min N2O4反应的平均速率_______________。
(2)计算T1℃时反应②的化学平衡常数____________________。
(3)若起始时向该容器中充入3.6mol NO2和2.0mol N2O4，判断T1℃时反应②进行的方向_____________，并计算达到平衡时N2O4的物质的量______________。

23．回答下列问题
(1)金属与硝酸反应通常不能生成H2，用3mol·L-1HNO3与过量铁粉反应，HNO3的还原产物主要是NO，请写出反应的离子方程式：___________。
有同学在查阅文献时发现文献有记载：HNO3与铁反应能产生H2。于是其小组进行了金属铁与硝酸反应能否产生H2及其有利条件的探究。
实验Ⅰ：20℃，将过量铁粉溶于0.5mol·L-1HNO3中，立即有无色气体生成，充分反应后，溶液几乎无色。
(2)检验气体：方法如图所示。

确认气体是H2，不含NO。实验证据是___________。
(3)检验溶液：取上层清液，等分两份
①向一份滴加溶液，___________(填现象)，说明含有Fe2+。
②向另一份加入NaOH溶液，产生灰绿色沉淀；加热至沸，有刺激性气味气体逸出，用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。综合①、②，说明实验Ⅰ中发生的反应有，另外还有___________(写出离子方程式)。
(4)对H2产生的原因提出假设：在稀的酸性溶液中，HNO3中H+的氧化性大于，验证如下：实验Ⅱ：将铜粉溶于中。经检测，发现没有___________生成，初步证实假设不成立。
(5)再次查阅文献发现：在酸性介质中，尽管电极电势数据显示离子是个颇强的氧化剂，然而动力学原因导致它在稀酸中的反应一般都很慢。于是小组改变条件重复实验Ⅰ，向中加入过量铁粉，结果如下：
实验序号
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
温度
20℃
40℃
60℃
生成H2体积
6.0mL
3.4mL
2.6mL
经检验，实验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中，的还原产物与实验Ⅰ相同。从反应速率的角度解释温度升高H2体积减少的原因___________。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．氮气和氢气反应时放出大量的热量，A错误；
B．催化剂可加快反应速率，氮气和氢气在催化剂表面发生反应，B正确；
C．合成氨达到平衡时，应从平衡混合物中及时分离出氨，促使平衡正向移动，提高产率，C正确；
D．合成氨达到平衡时，为提高原料利用率，未反应的氮气、氢气可循环使用，D正确；
答案选A。
2．D
解析：化雪过程中吸收热量，由固体转化呈液体，熵增加，即，故选：D。
3．C
解析：A．化学平衡时各组分的浓度保持不变，不一定相等，A不符合题意；
B．该反应为前后气体体积不变的反应，因此压强一直保持不变，不是变量，不能判定反应达到平衡，B不符合题意；
C．v正(CO2)为正向，v逆(CH4)为逆向，且v正(CO2)= v逆(CH4)符合化学计量数之比，因此可以判定反应达到平衡状态，C符合题意；
D．混合气体的相对分子质量与摩尔质量成正比，M=，根据质量守恒定律，m为定值，由于该反应为前后气体体积不变的反应，n也为定值，因此M不是变量，不能判定反应达到平衡，D不符合题意；
故选C。
4．B
解析：A．由图可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而降低，即升高温度平衡逆向移动，则合成甲醇的反应为放热反应，A错误；
B．由上述分析可知，合成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，温度相同时，K值相同，则图中A、B、C三点的平衡常数：KA=KB＞KC，B正确；
C．该反应是气体体积减小的反应，温度一定时增大压强，平衡正向移动，CO平衡转化率增大，即压强越大，CO平衡转化率越大，则图中压强：p2＞p1，C错误；
D．A点时反应为，平衡常数K===1；B点时反应为，设平衡时容器的体积为VL，A、B两点温度相同，则平衡常数KA=KB，即平衡常数K===1，解得V=2，即在平衡状态B时容器的体积为2L， D错误；
故答案为：B。
5．C
解析：A．根据反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，CO2体积分数会逐渐减小，则曲线Ⅱ表示CO2体积分数随温度的变化，A正确；
B．反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)为吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，B正确；
C．温度越高，反应速率越大，则反应速率：v(a)＜v(b)＜v(c)＜v(d)，C错误；
D．平衡常数等于生成物浓度幂次方乘积和反应物浓度幂次方乘积的比值，则该反应的平衡常数表达式为K=，D正确；
故选C。
6．C
解析：A．利用太阳能实现了水的分解生成了氢气和氧气，故光解水实现了太阳能向化学能的转化，A正确；
B．反应Ⅰ中生成H2O2，在反应Ⅱ中H2O2又发生了分解产生H2O、O2，故H2O2是中间产物，B正确；
C．H2O2不稳定能量高，而H2O2、O2都是比较稳定的物质，总能量低，C错误；
D．在反应Ⅰ中C3N4是催化剂，催化剂可降低反应的活化能，D正确；
故合理选项是C。
7．C
解析：A．加入硝酸钠溶液，溶液中有H+和，硝酸与锌反应不生成H2，A项错误；
B．消耗H+，使生成的H2的速率减慢，B项错误；
C．浓硫酸溶于水放热，溶液温度升高，且c(H+)增大，反应速率加快，因锌粉质量一定，酸足量，所以不影响产生H2的量，C项正确；
D．加入醋酸钠发生反应：CHCOO-+H+=CH3COOH，溶液中H+浓度减小，反应速率减慢，D项错误；
综上所述答案为C。
8．B
解析：A．该反应是气体分子数增大的反应，体系的混乱度增大，则反应的，A错误；
B．该反应的，可知反应物的总键能比生成物的总键能低，则，B正确；
C．平衡后，保持其他条件不变，再加入少量即增大反应物的浓度，平衡正向移动，c(H2O)减小，温度不变则该反应的平衡常数K不变，由的数值变小，C错误；
D．该反应是可逆反应，不能反应完全，则相同条件下，向容器中充入1mol和1mol，充分反应放出低于206.3kJ热量，D错误；
故选：B。
9．D
【分析】根据自发反应的判据焓变和熵变进行判断，利用吉布斯自由能与零的关系进行判断；
解析：A．ΔH>0、ΔS0，该反应在任何温度都不能自发进行，A正确；
B．2NaHCO3(s)＝Na2CO3+H2O(g)+CO2(g)的△H＞0、△S＞0，反应加热能自发进行，说明△H﹣T△S＜0，则该反应能自发进行是因为体系的熵增大，B正确；
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，△H﹣T△S＜0为判断反应进行的综合判据，则焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，C正确；
D．非自发反应在一定条件下可进行，如饱和食盐水电解时生成氯气和氢气，反应能否自发进行与反应的速率大小无关，有些反应能自发进行，其反应速率很小，如金属的腐蚀，D错误；
故选答案D；
【点睛】此题考查反应方向的判断；注意温度T始终是大于零的。
10．D
解析：A．根据图像中“先拐先平，数值大”知，T1＞T2，升高温度，C在反应混合物中的体积分数(Φ)降低，说明平衡向逆反应方向移动，正反应方向是放热反应，则逆反应为吸热反应，故A错误；
B．由图b图像可以看出，在同一温度下，增大压强，C在反应混合物中的体积分数(Φ)增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，说明正反应为体积缩小的反应，则m＋n＞p,故B错误；
C．该反应若为吸热反应，由于反应过程中反应物浓度减小，且温度降低，则反应速率在开始时就应该逐渐减小，而图像中开始时反应速率直接增大，说明该反应为放热反应，故C错误；
D．图d中a、b的平衡状态相同，但反应速率不同，曲线a可能使用了催化剂，故D正确；
故答案选D。
11．A
解析：A．恒容下再加气体A，A的浓度增大，平衡正移，B的转化率增大，A符合题意；
B．催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，与图像不符，B不符合题意；
C．该正反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，混合气体的总物质的量减小，与图像不符，C不符合题意；
D．该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正移，A的物质的量减小，与图像不符，D不符合题意；
故选A。
12．B
【分析】由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应。
解析：A．由图可知，相同温度时，一氧化碳的产率高于甲醇产率，说明反应Ⅱ的反应速率快于反应Ⅰ，反应速率越快，反应的活化能越小，则反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ活化能，故A错误；
B．催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生，提高甲醇的选择性，故B正确；
C．反应Ⅰ和反应Ⅱ都是有气体参加和生成的反应，增大压强，反应Ⅰ的速率和反应Ⅱ的速率均增大，故C错误；
D．反应Ⅰ是气体体积减小的放热反应，适当降低温度和增大压强都能提高甲醇的产率，故D错误；
故选B。
13．C
解析：平衡时，测得 c(I2)=0.11 mmol·L-1，c(H2)=0.11 mmol·L-1，c(HI)=0.78 mmol·L-1，由此温度下平衡常数 K= =50.28；已知 Qc(A)= =1，Qc(B)= =12.6，Qc(C)= =82.64，Qc(D)= =50.28，
其中 Qc(C)>K，此时平衡逆向移动，故选C。
14．B
解析：A．由图甲推断，B点SO2物质的量为，即浓度为，A错误；
B．根据A点分析，达到平衡c(SO2)=0.04mol/L，c(O2)=0.02 mol/L，c(SO3)=0.16 mol/L，A点对应温度下的平衡常数为，B正确；
C．达平衡后若增大容器容积，即减小压强，平衡向着逆反应方向移动且正逆反应速率都应减小，C错误；
D．压强相同，温度高速率快，即温度高的先达到平衡，由图中信息知T1先达到平衡，即T2KB=KC；设C点平衡时甲醇的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式：

由甲醇的百分含量为50%可得：×100%=50%，解得a=0.5，则平衡时一氧化碳、氢气和甲醇的分压分别为×p2=0.25p2、×p2=0.5p2、×p2=0.25p2，反应的平衡常数Kp===，故答案为：KA>KB=KC；。
22．(1)0.18 mol/（L∙min）
(2)0.4
(3) Q=0.31＜K， 反应正向进行 2.16 mol
解析：（1）根据图象，前5 min N2O4反应的平均速率v(N2O4)==0.18mol/（L∙min）；答案为：0.18mol/（L∙min）。
（2）根据图象T1℃达到平衡时c(NO2)=1.5mol/L、c(N2O4)=0.9mol/L，则反应②的化学平衡常数K = == 0.4L∙mol-1；答案为：0.4。
（3）温度不变时，平衡常数不变，若起始时向该容器中充入3.6 mol NO2和2.0 mol N2O4，T1℃时反应②的Q = ==0.31L∙mol-1＜K = 0.4L∙mol-1，因此反应应正向进行，直到达到新平衡；设N2O4的变化浓度为x mol∙L-1，列出三段式
T1℃时反应②的化学平衡常数K = == 0.4，解得x ≈0.08，则N2O4（g）的平衡浓度为1.08 mol∙L-1，达到平衡时N2O4（g）物质的量为1.08mol/L×2L=2.16 mol；答案为：Q =0.31＜K，反应正向进行；2.16mol。

23．(1)
(2)气体遇空气未见红棕色；点燃肥皂泡，发出爆鸣声
(3) 产生蓝色沉淀
(4)H2
(5)温度升高，H+、表现氧化性自身被还原的速率均增大，参与反应的速率增大得更多，且同时消耗H+；使H+浓度下降，得电子(表现氧化性)的机会减少，导致产生H2的体积减少
解析：（1）因为金属与硝酸反应通常不能生成H2，所以用3mol·L-1HNO3与过量铁粉反应，生成Fe(NO3)2、NO和水，其反应的离子方程式：，故。
（2）如图将无色气体通入空气中，如果未变成红棕色，说明没有NO；点燃肥皂泡，如果发出爆鸣声，说明是氢气，故气体遇空气未见红棕色；点燃肥皂泡，发出爆鸣声。
（3）①因为Fe2+遇到发生反应，会生成蓝色沉淀；所以向一份溶液中滴加溶液，如果产生蓝色沉淀，说明含有Fe2+，故产生蓝色沉淀。
②因为Fe2+遇到NaOH溶液会生成产生灰绿色沉淀，所以某溶液中加入NaOH溶液，产生灰绿色沉淀，说明该溶液含有Fe2+；刺激性气味气体遇到湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，说明产生了氨气，所以该溶液中含有铵根离子；综合①、②，说明实验Ⅰ中发生的反应有，另外还有，故产生蓝色沉淀；。
（4）
假设：在稀的酸性溶液中，如果HNO3中H+的氧化性大于，那么将铜粉溶于中，就应该生成氢气和硝酸铜，经检测，发现没有H2生成，所以初步证实假设不成立。故H2。
（5）由实验数据可知：温度升高，氢气的体积逐渐减小，是因为H+、NO的还原速率均增大，NO的还原速率增大的更多，H+同时被消耗，H+得电子的机会减少，导致产生H2的体积减少。故温度升高，H+、表现氧化性自身被还原的速率均增大，参与反应的速率增大得更多，且同时消耗H+；使H+浓度下降，得电子(表现氧化性)的机会减少，导致产生H2的体积减少。